第四章關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論(編輯修改稿)
2024-08-28 13:34 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ， (學(xué)生 ,教師 ) ?函數(shù)依賴圖為： ?關(guān)系模式 STC的屬性都是主屬性，不存在非主屬 性，所以 STC沒有任何非主屬性對碼的傳遞或 部分依賴， STC∈ 3NF 。 ?3NF的 STC關(guān)系模式也存在一些諸如插入異常， 刪除異常，數(shù)據(jù)冗余等問題。 教師 學(xué)生 課程 課程 學(xué)生 教師 29 范式 － BC范式 STC出現(xiàn)問題的原因： 主屬性課程依賴于教師，即課程部分依賴于碼 (學(xué)生 ,教師 )。 解決這一問題同樣可用投影分解法，將 STC分解為兩個關(guān)系模式： ST(學(xué)生 ,教師 )， TC(教師 ,課程 ) 定義 關(guān)系模式 R∈ 1NF，若 X→Y ，且 Y?X時，X必含有碼，則 R∈ BCNF。 即： 在 R中，若每個決定因素都包含碼，則R∈ BCNF。 30 范式 － BC范式 由定義可知： STC(學(xué)生 ,教師 ,課程 )不屬于BCNF。因為教師 → 課程，但教師即不是候選碼，也不包含候選碼。而 ST(學(xué)生 ,教師 )和 TC(教師 ,課程 )都屬于 BCNF。 BCNF即檢查非主屬性，又檢查主屬性，顯然比3NF限制更嚴格。 31 范式 － BC范式 由 BCNF的定義可看到，每個 BCNF的關(guān)系模式都具有如下三個性質(zhì)： ?所有 非主屬性都完全函數(shù)依賴于每個碼； ?所有 主屬性都完全函數(shù)依賴于每個不包含它的碼； ?沒有任何 屬性完全函數(shù)依賴于非碼的 任何一組屬性。 若 R∈ BCNF，則 ?R∈ 3NF。 若 R∈ 3NF?R∈ BCNF，若 R只有一個候選碼，則R∈ 3NF?R∈ BCNF。 32 范式 － BC范式 【 例 1】 S(S， SN， SE， SA， SD) 解： ∵ SN有可能重名，則 KEY＝ S， 沒有任何屬性對 S部分和傳遞函數(shù)依賴， ∴ S∈ 3NF。 同時 S是唯一決定因素，∴ S∈ BCNF。 【 例 2】 C(C， CN， PC) 解： 設(shè) CN具有唯一性，則 KEY＝ C或 KEY＝ CN， 都為單屬性，彼此不相交。其它屬性不存在對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴， ∴ C∈ 3NF。 同時除 C， CN外，無其它決定因素，∴ C∈ BCNF。 【 例 3】 SC(S， C， G) 解： KEY＝ (S， C)， 唯一決定因素， ∴ S∈ BCNF。 33 范式 － BC范式 【 例 4】 SCP(S， C， P) 語義： 每位學(xué)生 (S)每門課 (C)都有一個確定的名次 (P)，每門課中每一名次只有一個學(xué)生。 函數(shù)依賴： F=｛ (S,C)→P,(C,P)→S ｝， ∴ (S,C)和 (C,P)都可作為候選碼。 候選碼各由兩個屬性組成，且相交， SCP中顯然沒有屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴， ∴ SCP∈ 3NF。 且除(S,C)， (C,P)外沒有其它決定因素， ∴ SCP∈ BCNF。 34 范式 － BC范式 【 例 5】 STC(S， T， C) 語義： 每位教師 (T)只教一門課 (C)，每門課有若干教師，某一學(xué)生 (S)選定某門課就對應(yīng)一個固定的教師。 函數(shù)依賴： F=｛ (S,C)→T,(S,T)→C,T→C ｝ ， ∴ (S,C)和 (S,T)都可作為候選碼。 顯然 STC∈ 3NF， ∵ 沒有任何非主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴，但 STC不是 BCNF，因為 T是決定因素，但 T不包含碼。 S C T S T C 35 范式 － BC范式 若一個關(guān)系 DB中的所有關(guān)系模式都屬于 BCNF，則在函數(shù)依賴范疇內(nèi)已實現(xiàn)了模式的徹底分解，達到了最高的規(guī)范化程度，消除了插入異常和刪除異常。 3NF的不徹底性表現(xiàn)在可能存在主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴。 36 范式 （ 4NF） ⑴多值依賴 【 例 】 學(xué)校中某門課由多個教師講授，他們使用相同的一套參考書。 數(shù)學(xué) → {鄧軍 ,陳斯 }→ {數(shù)學(xué)分析 ,高等代數(shù) ,微分方程 } 物理 → {李平 ,王強 ,劉明 }→ {普通物理學(xué) ,光學(xué)原理 } …… …… …… 可以用一個關(guān)系模式 Teach(C,T,B)表示課程 C、教師 T和參考書 B之間的關(guān)系。 范式 －多值依賴與第四范式 關(guān)系 Teach(C,T,B)可以用右邊的二維表表示： 關(guān)系模式 Teach(C,T,B)的碼是全碼： Key=(C,T,B) ∴ Teach∈ BCNF，但存在問題 : ?當(dāng)某門課增加一位教師，必須插入多個元組。 ?當(dāng)要去掉某本參考書，也必須刪除多個元組。 ?當(dāng)要修改某門參考書，也必須修改多個元組。 課程 C 教師 T 參考書 B 數(shù)學(xué) 鄧軍 數(shù)學(xué)分析 數(shù)學(xué) 鄧軍 高等代數(shù) 數(shù)學(xué) 鄧軍 微分方程 數(shù)學(xué) 陳斯 數(shù)學(xué)分析 數(shù)學(xué) 陳斯 高等代數(shù) 數(shù)學(xué) 陳斯 微分方程 物理 李平 普通物理學(xué) 物理 李平 光學(xué)原理 物理 王強 普通物理學(xué) 物理 王強 光學(xué)原理 物理 劉明 普通物理學(xué) 物理 劉明 光學(xué)原理 … … … … … … 38 范式 －多值依賴與第四范式 顯然，數(shù)據(jù)的更新不方便，且冗余十分明顯。只所以會出現(xiàn)上述問題，分析后可發(fā)現(xiàn)： 課程與教師有直接關(guān)系；課程與參考書有直接關(guān)系；但教師與參考書之間沒有直接聯(lián)系，是一個間接聯(lián)系。即參考書的取值和教師的取值是彼此獨立毫無關(guān)系的，它們都只取決于課程名。 把有間接聯(lián)系的屬性放在一個關(guān)系模式中，就會產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余和各種異常。 39 范式 －多值依賴與第四范式 定義 設(shè) R(U)是屬性集 U上的關(guān)系模式， X,Y,Z是 U的子集，且 Z=UXY， 多值依賴 X→→Y 成立 ,當(dāng)且僅當(dāng)對 R(U)的任一關(guān)系 r， r在 (X,Z)上的每
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